[發明專利]一種基于多尺度重組DCT系數的圖像銳度測量方法

有效

• 申請號: 201410160037.0
• 申請日: 2014-04-21
• 公開（公告）號: CN103955924A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 張政;張茂軍;劉煜;熊志輝;王煒;徐瑋;譚樹人
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 盧宏

技術領域

本發明涉及電子信息學科領域,特別是一種基于多尺度重組DCT系數的圖像銳度測量方法。

背景技術

圖像銳度是圖像處理和分析領域的一個重要問題，在圖像壓縮編碼、圖像質量評估、基于圖像的被動聚焦等許多方面都有應用。

圖像銳度計算一個重要的應用是作為基于圖像的被動式自動聚焦度量。自動聚焦是能使目標場景在成像系統中準確清晰成像的某種自動調節的過程，可分為主動聚焦和被動聚焦。主動聚焦依靠某種距離探測方式比如超聲或紅外測距等，以測量出目標場景與鏡頭之間的距離，然后據此調焦而獲得對焦準確的位置。與主動聚焦不同的是，被動聚焦則不需要向對焦目標物發射任何能量或信息，僅僅通過利用透入的光線和形成的圖像信息進行分析來調節聚焦。在基于圖像的被動聚焦過程中，攝像頭對準需要聚焦的場景并驅動聚焦電機控制聚焦位置，通過對圖像傳感器采集圖像進行清晰度計算，由圖像的清晰度來反饋控制聚焦電機移動的方向和步長，直至找到清晰度最大的位置即為聚焦準確的位置。清晰度往往是通過圖像銳度來體現的，銳度越大，邊緣等細節信息就越豐富，圖像自然就越顯得清晰。因此，銳度計算的準確性決定了自動對焦的精度。

銳度評價函數對聚焦準確位置越敏感，也就是由一序列銳度值構成的聚焦值曲線在準確聚焦的位置越陡峭，則越有利于自動聚焦。另外，由于聚焦時可能會遇到各種不同的場景、光照條件、噪聲干擾等，一般的銳度評價函數很容易呈現出多個局部的峰值甚至錯誤的最大峰值等現象。為了提高自動聚焦的準確性和魯棒性，研究和采用具有適應性強、準確度高、抗噪聲能力強的銳度評價函數是很重要的。

聚焦程度比較好時，圖像細節豐富，反映在空域上表現為局部特征如邊緣、梯度等變化越大，反映在頻域上則表現為高頻成分的多少，因此，銳度評價函數方法主要可分為兩類：空間域的方法和頻率域的方法。頻域函數整體上具備更強的抗噪聲能力，但是計算量很大，而空域函數尤其是方差、像素相關等函數對噪聲非常敏感。

DCT是一種空間域向頻率域一對一的映射，它將空間域的圖像數據向一組2維正交基上投影而得到全為實數的系數。設圖像大小為M×N，g(x,y)為在(x,y)的像素值，則DCT可定義為：

F_c[g(x,y)]={D_ων(g(x,y))}

系數D_ων(g(x,y))對應像素g(x,y)，具體定義如下：

C_ων是正交基函數：

C_ων(x,y;M,N)=c_ω(x;M)c_ν(y;N)

其中：

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，針對現有技術不足，提供一種準確度高、抗噪能力強、且計算量小，計算簡單的基于多尺度重組DCT系數的圖像銳度測量方法。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種基于多尺度重組DCT系數的圖像銳度測量方法，該方法為：

1）將圖像分成若干個8×8大小的塊狀，分別對每一個8×8塊進行DCT變換，每個8×8塊變換后對應64個系數；

2）計算每一個8×8塊的中頻系數能量M_middle：

計算每一個8×8塊的高頻系數能量M_high：